JP2001025910A - 研削装置のワーク保持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁力により円筒状のワークを吸着保持する研削
装置のワーク保持機構において、吸着保持可能なワーク
径の範囲を拡大する。 【解決手段】 ワーク保持機構は、それぞれ複数の円弧
状基準面２８ｄ，２８ｅを有する複数のバッキングプレ
ートセグメント２８からなるバッキングプレート２４を
備える。各バッキングプレートセグメント２８は径方向
の位置を調節可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状のワークの
内周面、外周面、端面等を研削する研削装置におけるワ
ーク保持機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボールベアリングの外輪にボール
収容溝を形成する研削装置のように円筒状のワークの内
周面を研削する研削装置や、円筒状のワークの外周面や
端面を研削する研削装置では、図１０及び図１１に示す
ような機構で主軸に対してワークを保持していた。

【０００３】すなわち、図示しない主軸用モータにより
回転駆動される主軸１の端面１ａにバッキングプレート
２が取り付けられている。このバッキングプレート２
は、それぞれ単一の円弧状基準面３ａを有する複数個の
バッキングプレートエレメント３からなる。各バッキン
グプレートエレメント３は、主軸１の端面１ａに設けら
れた径方向に放射状に延びる溝４上を移動可能であり、
かつ、ボルト５及びナット６により溝４上の任意の位置
で固定することできる。

【０００４】また、主軸１の内部にはマグネットチャッ
ク用のコイル８が収容されている。このコイル８の発生
する磁力によりワーク９の端面９ａが各バッキングプレ
ート３の円弧状基準面３ａに吸着保持される。さらに、
図示しないワーク保持台上に固定された支持台１１に
は、ワーク９の外周面に摺接するシュー１２，１２が取
り付けられている。バッキングプレート２を介して主軸
１に吸着保持されたワーク９は、図示しない砥石軸用モ
ータにより回転駆動される砥石軸１３の先端に装着され
た研削砥石１４により加工される。

【０００５】図１０及び図１１に示すように、小径のワ
ーク９を加工する場合には、各バッキングプレートエレ
メント３は、ワーク径に応じて主軸１の端面１ａの中心
側の位置に固定される。一方、図１２に示すように、大
径のワーク９を加工する場合には、各バッキングプレー
トエレメント３は、ワーク径に応じて主軸１の端面１ａ
の径方向外側に固定される。なお、上記支持台１１及び
シュー１２は加工するワーク９の外径に応じて交換され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のワ
ーク保持機構では、図１２に示すように大径のワーク９
を吸着保持する場合には、個々のバッキングプレートセ
グメント３間の間隔が広がるため、ワーク９の端面９ａ
の面積に対する円弧状基準面３ａの接触面積の総和（着
磁面積）の割合が低下する。そのため、このワーク保持
機構では、着磁力の不足のために吸着保持可能なワーク
９の径の上限が制限され、吸着保持可能なワーク径の範
囲が狭い。

【０００７】そこで、本発明は、円筒状のワークの端面
を、主軸の端面に取り付けたバッキングプレートに対し
て磁力により吸着させる研削装置のワーク保持機構にお
いて、吸着保持可能なワーク径の範囲を拡大することを
課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、円筒状のワークの端面を、主軸の端面に取
り付けたバッキングプレートに対して磁力により吸着さ
せる研削装置のワーク保持機構において、上記バッキン
グプレートは、それぞれワークの端面が吸着される径の
異なる複数の基準面を備えることを特徴とする研削装置
のワーク保持機構を提供するものである。

【０００９】上記バッキングプレートは、それぞれ複数
の円弧状基準面を有する複数のバッキングプレートセグ
メントからなり、各バッキングプレートセグメントは径
方向の位置を調節可能であることが好ましい。

【００１０】本発明のワーク保持機構では、比較的小径
のワークについては小径の円弧状基準面で吸着保持し、
比較的大径のワークについては大径の円弧状基準面で吸
着保持することにより、吸着保持可能なワーク径の範囲
が拡大する。すなわち、大径のワークを吸着保持する場
合には、大径の円弧状基準面を使用すれば、バッキング
プレートエレメント間の間隔を狭い状態で維持できるた
め、ワーク端面の面積に対する円弧状基準面の総面積の
割合は、十分な着磁力が得られる程度となる。一方、大
径の円弧状基準面では吸着保持させることができない小
径のワークについても、小径の円弧状基準面を使用する
ことにより吸着保持することができる。

【００１１】上記バッキングプレートが、内側円弧基準
面と、この内側円弧状基準面よりも大径の外側円弧状基
準面とを備える場合、外側円弧状基準面の主軸端面から
の突出量を、内側円弧状基準面の主軸端面からの突出量
よりも大きく設定してもよい。この場合、外側円弧状基
準面に吸着保持した大径のワーク内に挿入される研削砥
石に、内側円弧状基準面が干渉するのを避けることがで
きる。よって、外側円弧状基準面に大径のワークを吸着
保持させれば、外周面と端面のみでなく、内周面につい
てもワークの軸方向全体を研削することができる。

【００１２】また、上記バッキングプレートが、内側円
弧基準面と、この内側円弧状基準面よりも大径の外側円
弧状基準面とを備える場合、内側円弧状基準面の主軸端
面からの突出量を、外側基準面の円弧状基準面の主軸端
面からの突出量よりも大きく設定してもよい。この場
合、内側円弧状基準面に吸着保持した小径のワークの外
周面に当接する研削砥石に、外側円弧状基準面が干渉す
るのを避けることができる。よって、内側円弧状基準面
に小径のワークを吸着保持させれば、内周面と端面のみ
でなく、外周面についてもワークの軸方向全体を研削す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面に示す本発明の実施形
態を説明する。 （第１実施形態）図１及び図２は、本発明の第１実施形
態のワーク保持機構を備える研削装置を示している。

【００１４】この研削装置は、図示しない主軸用モータ
により回転駆動される主軸２１を備えると共に、図示し
ない砥石軸用モータにより回転駆動される砥石軸２２を
備え、この砥石軸２２の先端に研削砥石２３が取り付け
られている。

【００１５】上記主軸２１の端面２１ａには、バッキン
グプレート２４が取り付けられている。また、主軸２１
の内部にはマグネットチャック用のコイル２６が内蔵さ
れている。

【００１６】上記バッキングプレート２４は、それぞれ
主軸２１の端面２１ａに径方向に放射状に設けられた溝
２７に位置決め可能に取り付けられた複数個（実施形態
では８個）のバッキングプレートエレメント２８からな
る。これらのバッキングプレートエレメント２８は、大
略円筒を周方向に分割した形状である。

【００１７】図２及び図３に示すように、各バッキング
プレートエレメント２８は、基部２８ａ上に内側突出部
２８ｂと、外側突出部２８ｃとを備えており、これらの
先端面はそれぞれワーク３０の端面３０ａを磁力により
吸着保持するための内側円弧状基準面２８ｄと外側円弧
状基準面２８ｅとを構成している。外側円弧状基準面２
８ｅは、内側円弧状基準面２８ｄよりも主軸２１の半径
方向外側に位置している。また、外側円弧状基準面２８
ｅの主軸２１の端面２１ａからの突出量は、内側円弧状
基準面２８ｄの主軸２１の端面２１ａからの突出量より
もｔ１だけ大きく設定されている。この突出量の差ｔ１
は特に限定されないが、本実施形態では０．１ｍｍ〜
０．５ｍｍ程度に設定している。

【００１８】また、図４に示すように、各バッキングプ
レートエレメント２８の基部２８ａにはボルト３２が挿
通され、このボルト３２の先端に螺合したナット３３が
横断面形状がＴ字状である溝２７内に収容されている。
そして、ボルト３２の頭部３２ａナット３３との間に溝
２７の側壁２７ａ，２７ａ及びバッキングエレメント２
８の基部２８ａを挟持することにより、バッキングプレ
ートエレメント２８を所望位置に固定できるようになっ
ている。

【００１９】上記ワーク保持機構で小径のワーク３０を
主軸２１に保持させる場合には、図１及び図２に示すよ
うに、各バッキングプレートエレメント２８を主軸２１
の端面２１ａの中心側に配置する。そして、各バッキン
グプレートエレメント２８の内側円弧状基準面２８ｄに
ワーク３０の端面３０ａを当接させ、コイル２６の発生
する磁力により内側円弧状基準面２８ｄにワーク３０を
吸着保持させる。また、加工するワーク３０の外径に応
じた小径ワーク用のシュー３５，３５を取り付けた支持
台３６をワーク保持台上に固定し、ワーク３０の外周面
３０ｂにシュー３５，３５を当接させる。図２より明ら
かなように、小径のワーク３０の内周面３０ｃ及び端面
３０ｄを研削することは可能であるが、研削砥石２３と
外側円弧状基準面２８ｅが干渉してしまうため、ワーク
３０の外周面３０ｂについてはワーク３０の軸方向全体
を研削することができない。

【００２０】一方、大径のワーク３０を主軸２１に保持
させる場合には、図５及び図６に示すように、各バッキ
ングプレート２８を主軸２１の端面２１ａの径方向外側
に配置する。そして、各バッキングプレート２８の外側
円弧状基準面２８ｅにワーク３０の端面３０ａを当接さ
せ、コイル２６の発生する磁力によりワーク３０を吸着
保持させる。また、支持台３６に取り付けた大径ワーク
用のシュー３５，３５を、ワーク３０に外周面３０ｂに
当接させる。

【００２１】本実施形態では、上記のように外側円弧状
基準面２８ｅの主軸２１の端面２１ａからの突出量が、
内側円弧状基準面２８ｄの主軸２１の端面２１ａからの
突出量よりも大きく設定されているため、外側円弧状基
準面２８ｅに吸着保持した大径のワーク３０内に挿入さ
れる研削砥石２３は、内側円弧状基準面２８ｄと干渉し
ない。よって、外側円弧状基準面２８ｅに吸着保持した
大径のワーク３０については、端面３０ｄと外周面３０
ｂのみでなく、内周面３０ｃについてもワーク３０の軸
方向全体を研削することができる。

【００２２】第１実施形態のワーク保持機構では、小径
のワーク３０については内側円弧状基準面２８ｄで吸着
保持し、大径のワーク３０については外側円弧状基準面
２８ｅで吸着保持することにより、吸着保持可能なワー
ク径の範囲が拡大する。すなわち、大径のワーク３０を
吸着保持する場合に、上記のように外側円弧状基準面２
８ｅを使用すれば、バッキングプレートエレメント２８
間の間隔を狭い状態で維持できるため、ワーク３０の端
面３０ａの面積に対する外側円弧状基準面２８ｅの総面
積（着磁面積）の割合は、十分な吸着力が得られる程度
となる。一方、外側円弧状基準面２８ｅでは吸着保持さ
せることができない小径のワーク３０についても内側円
弧状基準面２８ｄを使用することにより吸着保持するこ
とができる。

【００２３】（第２実施形態）図７に示す本発明の第２
実施形態では、バッキングプレートエレメント２８の内
側円弧状基準面２８ｄの主軸２１の端面２１ａからの突
出量が、外側円弧状基準面２８ｅの主軸２１の端面２１
ａからの突出量よりもｔ２（０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程
度）だけ大きく設定されている。そのため、内側円弧状
基準面２８ｄに吸着保持した小径のワーク３０の外周３
０ｂを研削する際に、研削砥石２３が外側円弧状基準面
２８ｅと干渉しない。よって、内側円弧状基準面２８ｄ
に吸着保持した小径のワーク３０については、端面３０
ｄと内周面３０ｃのみでなく、外周面３０ｂについても
ワーク３０の軸方向全体を研削することができる。第２
実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態同様で
ある。

【００２４】本発明、上記実施形態に限定されず、種々
の変形が可能である。例えば、図８に示すように、各バ
ッキングプレートエレメント２８の外側円弧状基準面２
８ｅの主軸２１の端面２１ａからの突出量と、内側円弧
状基準面２８ｄの主軸２１の端面２１ａからの突出量と
を等しく設定してもよい。

【００２５】また、上記実施形態では、各バッキングプ
レートエレメント２８は、２段の円弧状基準面、すなわ
ち内側及び外側円弧状基準面２８ｄ，２８ｅを備えてい
るが、各バッキングプレートエレメント２８が３段以上
の円弧状基準面を備えていてもよい。

【００２６】さらに、図９に示すように、バッキングプ
レート２４を分割式とせず、径の異なる円環状の複数個
の基準面３７を設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のワーク保持機構では、バッキングプレートが、それぞ
れワークの端面が吸着される径の異なる複数の基準面を
備えるため、吸着可能なワーク径の範囲を拡大すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態のワーク保持機構で小径のワー
クを保持した状態を示す研削装置の主軸の正面図であ
る。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。

【図３】 バッキングプレートエレメントを示す斜視図
である。

【図４】 バッキングプレートエレメントの主軸への取
付構造を示す断面図である。

【図５】 第１実施形態のワーク保持機構で大径のワー
クを保持した状態を示す研削装置の主軸の正面図であ
る。

【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。

【図７】 本発明の第２実施形態を示す部分断面図であ
る。

【図８】 本発明の変形例を示す部分断面図である。

【図９】 本発明の他の変形例を示す正面図である。

【図１０】 従来のワーク保持機構で小径のワークを保
持した状態を示す研削装置の主軸の正面図である。

【図１１】 図９のＸＩ−ＸＩ線での断面図である。

【図１２】 従来のワーク保持機構で大径のワークを保
持した状態を示す研削装置の主軸の正面図である。

【符号の説明】

２１ 主軸 ２２ 砥石軸 ２３ 研削砥石 ２４ バッキングプレート ２６ コイル ２７ 溝 ２７ａ 側壁 ２８ バッキングプレートエレメント ２８ａ 基部 ２８ｂ 内側突出部 ２８ｃ 外側突出部 ２８ｄ 内側円弧状基準面 ２８ｅ 外側円弧状基準面 ３０ ワーク ３０ａ 端面 ３０ｂ 外周面 ３０ｃ 内周面 ３２ ボルト ３２ａ 頭部 ３３ ナット ３５ シュー ３６ 支持台 ３７ 基準面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のワークの端面を、主軸の端面に
   取り付けたバッキングプレートに対して磁力により吸着
   させる研削装置のワーク保持機構において、 上記バッキングプレートは、それぞれワークの端面が吸
   着される径の異なる複数の基準面を備えることを特徴と
   する研削装置のワーク保持機構。
2. 【請求項２】 上記バッキングプレートは、それぞれ複
   数の円弧状基準面を有する複数のバッキングプレートセ
   グメントからなり、各バッキングプレートセグメントは
   径方向の位置を調節可能である請求項１に記載の研削装
   置のワーク保持機構。
3. 【請求項３】 上記バッキングプレートは、内側円弧基
   準面と、この内側円弧状基準面よりも大径の外側円弧状
   基準面とを備え、外側円弧状基準面の主軸端面からの突
   出量が、内側円弧状基準面の主軸端面からの突出量より
   も大きい請求項１又は請求項２に記載の研削装置のワー
   ク保持機構。
4. 【請求項４】 上記バッキングプレートは、内側円弧基
   準面と、この内側円弧状基準面よりも大径の外側円弧状
   基準面とを備え、内側円弧状基準面の主軸端面からの突
   出量が、外側基準面の円弧状基準面の主軸端面からの突
   出量よりも大きい請求項１又は請求項２に記載の研削装
   置のワーク保持機構。